分析了铝电解槽中热电偶感温特点,以稳态传热定律为基础,引入矫正系数处理暂态传热过程.从热电偶在铝电解槽中的升温规律, 分析推导、建立了数学模型,据此推算出电解质的温度.设计制作了一种由80C31、81C55、28C64、14433等芯片组成的低功耗系统的铝电解槽智能测温系统,实现了熔融铝电解质温度测算方法.测试结果分析表明,此方法测温的时间约需普通测温时间的一半,90%以上的测算数据的误差小于0.5%,平均相对误差小于0.4%.匀达到降低测温劳动强度,提高热电偶寿命的目的.

设计了一种用于微等离子体无掩膜刻蚀加工的微悬臂梁探针结构,即将微等离子体放电器集成在SiO2悬臂梁探针端部的空心针尖上,等离子体从针尖处的纳米孔导出,以实现高精度、高效率的无掩膜扫描刻蚀加工.设计了该悬臂梁探针的加工工艺流程,即对（100）硅片进行各向异性湿法刻蚀得到倒金字塔槽,并双面氧化,然后依次沉积并图形化微放电器的上、下电极和绝缘层,最后背面释放出带空心针尖的SiO2悬臂梁,并加工出针尖尖端的纳米孔.成功制作出质量良好、具有很高成品率的带薄壁空心针尖的SiO2悬臂梁探针阵列及倒金字塔型微放电器.实验结果表明,该微放电器能在3～15 kPa的SF6气体中稳定放电,为悬臂梁探针阵列和微放电器的工艺集成以及Si基材料的无掩膜扫描刻蚀加工奠定基础.

从工业实际出发,在高温熔体温度测算仪的基础上,选用80C31提供的串行口,设计了通讯接口.TTL电平信号经电平转换芯片145407转换为RS-232C标准电平信号,经过数据线与PC机的串行口相连,数据通讯采用软件握手的方式.还介绍了MCS-51单片机汇编的发送子程序和用Turbo C编制的PC机接收程序,接收数据时可选择串行口和波特率.